Java JDBC 理论笔记

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一、JDBC常用接口、类介绍

JDBC提供对独立于数据库统一的API，用以执行SQL命令。API常用的类、接口如下：

DriverManager

管理JDBC驱动的服务类，主要通过它获取Connection数据库链接，常用方法如下：
public static synchronized Connection getConnection(String url, String user, String password) throws Exception;
该方法获得url对应的数据库的连接。

 

Connection常用数据库操作方法：

Statement createStatement throws SQLException: 该方法返回一个Statement对象。
PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException;该方法返回预编译的Statement对象，
    即将SQL语句提交到数据库进行预编译。
CallableStatement prepareCall(String sql) throws SQLException：该方法返回CallableStatement对象，
    该对象用于存储过程的调用。
上面的三个方法都是返回执行SQL语句的Statement对象，PreparedStatement、CallableStatement的对象是Statement的子类，
只有获得Statement之后才可以执行SQL语句。

关于Connection控制事务的方法：
Savepoint setSavepoint(): 创建一个保存点
Savepoint setSavepoint(String name)：创建一个带有名称的保存点
void setTransactionIsolation(int level):设置事务隔离级别
void rollback()：回滚事务
void rollback(Savepoint savepoint)：回滚到指定保存点
void setAutoCommit(boolean autoCommit): 关闭自动提交，打开事务
void commit()：提交事务

 

Statement

用于执行SQL语句的API接口，该对象可以执行DDL、DCL语句，也可以执行DML语句，
还可以执行SQL查询语句，当执行查询语句是返回结果集，常用方法如下：
ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException：该方法用于执行查询语句，并返回查询结果对应的ResultSet对象，
        该方法只用于查询语句。
int executeUpdate(String sql) throws SQLException：该方法用于执行DML语句，并返回受影响的行数；
        该方法也可以执行DDL，执行DDL返回0；
boolean execute(String sql) throws SQLException：该方法可以执行任何SQL语句，如果执行后第一个结果是ResultSet对象，
        则返回true；如果执行后第一个结果为受影响的行数或没有任何结果，则返回false；

 

PreparedStatement

预编译的statement对象，PreparedStatement是Statement的子接口，它允许数据库预编译SQL（通常指带参数SQL）语句，
以后每次只改变SQL命令参数，避免数据库每次都编译SQL语句，这样性能就比较好。而相对于Statement而言，
使用PreparedStatement执行SQL语句时，无需重新传入SQL语句，因为它已经预编译了SQL语句。
但是PreparedStatement需要为编译的SQL语句传入参数值，所以它比了如下方法：
void setXxx(int index, value)根据该方法传入的参数值的类型不同，需要使用不同的方法。
传入的值的类型根据传入的SQL语句参数而定。

 

ResultSet

void close() throws SQLException：释放、关闭ResultSet对象
boolean absolute(int row):将结果集移动到第几行，如果row是负数，则移动到倒数第几行。
        如果移动到的记录指针指向一条有效记录，则该方法返回true；
void beforeFisrt(): 将ResultSet的记录指针定位到首行之前，这是ResultSet结果集记录指针的
        初始状态：记录指针的起始位置位于第一行之前。
boolean first()：将ResultSet的记录指针定位到首行。如果移动后的记录指针指向一条有效记录，则该方法返回true。
boolean previous()：将ResultSet的记录指针定位到上一行，如果移动后的记录指针指向一条有效记录，则该方法返回true。
boolean next()：将ResultSet的记录指针定位到下一行。如果移动后的记录指针指向一条有效记录，则返回true。
boolean last()：将ResultSet的记录指针定位到最后一行。如果移动后的记录指针指向一条有效记录，则返回true。
void afterLast()：将ResultSet的记录指针定位到最后一行之后。
注意：在JDK1.4以前只支持next移动，且每次移动一个位置。到JDK1.5就可以随意定位。

 

二、JDBC编程步骤

进行jdbc编程步骤大致如下：

1、加载数据库驱动

Class.forName(driverClass)
上面的dirverClass就是数据库驱动类所对应的类路径字符串，根据不同数据库厂商提供的驱动也不同。

 

2、通过DriverManager获取数据库的链接

DriverManager.getConnection(String url, Stirng user, String pass)
当使用DriverManager来获取链接，需要传入三个参数：分别是数据量的url、用户名、密码。

 

3、通过Connection对象创建Statement对象，Connection创建Statement的方法如下三个：

createStatement()创建基本的Statement对象。
prepareStatement(String sql)：根据传入的sql语句创建预编译的Statement对象。
prepareCall(String sql)：根据传入的sql语句创建CallableStatement对象

 

4、Statement执行SQL语句，Statement有三大方法来执行SQL语句：

execute：可以执行任何SQL语句，单比较麻烦
executeUpdate：可以执行DML、DDL语句。执行DML返回受影响的SQL语句行数，执行DDL返回0；
executeQuery：只能执行查询语句，执行后返回代表查询结果的ResultSet对象。

 

5、操作结果集，针对ResultSet

主要移动指针和获得值
next、previous、first、last、beforeFrist、afterLast、absolute等移动指针的方法。
getXxx获得移动指针指向行，特定列、索引的值。使用列名作为获取值的参数可读性好、使用索引作为获取参数性能好。

 

三、JDBC执行SQL语句

1、 executeUpdate执行DDL、DML语句

Statement提供了execute、executeUpdate、executeQuery三种方法执行，下面用executeUpdate来执行DDL、DML语句，
executeUpdate执行DDL返回值是0，执行了DML是返回影响后的记录条数。

 

2、 execute执行SQL语句

当我们知道SQL语句是完成修改语句时，我们就知道使用executeUpdate语句来完成操作；
如果SQL语句是完成查询操作的时候，我们就使用executeQuery来完成。
如果我们不知道SQL语句完成什么操作的时候，就可以使用execute方法来完成。
当我们使用Statement对象的execute方法执行SQL语句后返回的是boolean值，这就说明该语句能否返回ResultSet对象。
那么，如何判断是否是ResultSet对象？方法如下：
getResultSet()：获取该Statement执行查询语句返回的ResultSet对象
getUpdateCount()：获取该Statement执行修改语句影响的行数

 

3、 PrepareStatement执行SQL语句

对于我们操作数据库的时候，执行某一条SQL语句的时候。只有它的参数不同，而SQL语句相同。
我们可以使用占位符来设置我们的参数信息，PrepareStatement中的占位符是？，用？代替参数的位置。
insert into table values(?, ‘abc’, ?);
占位符仅仅支持PrepareStatement，而Statement不支持占位符。PrepareStatement是预编译SQL语句的，
然后将占位符替换成参数。而Statement就不能做到。

PrepareStatement对象也有execute、executeUpdate、executeQuery这三个方法，但这三个方法都无需传递参数。
只需用PrepareStatement来设置占位符的参数，通过用setXxxx(index, value)来完成设置参数信息即可。
PrepareStatement的效率要比Statement的效率高。
PrepareStatement设置参数可以不拼接字符串，而Statement设置参数信息的时候需要手动拼接字符串。
拼接字符串容易操作程序错误、可读性降低、维护性升高、程序性能下降。而PrepareStatement直接设置参数
信息就降低了编程的复杂度。并且它可以放在SQL注入。因为它是通过setXxx方法进行设置参数信息，
而Statement是通过拼接字符串，很容易就造成SQL注入。

综上所述，PrepareStatement比Statement有以下优点：
预编译SQL语句，性能更好
无需拼接SQL语句，编程更简单
可以防止SQL语句注入，安全性更好

 

4、 CallableStatement调用存储过程

存储过程的调用可以通过CallableStatement，通过Connection对象的prepareCall方法来创建CallableStatement对象。
然后传入存储过程的SQL语句，即可调用存储过程，格式如下：
{call proc_name(?, ?, ?)}
上面的?是占位符，表示传递的参数。
存储过程有传入参数、传出参数。传入参数是程程序必须传入的参数，可以 通过setXxx方法进行设置参数值。
而传出参数则需要通过程序进行设置，可以用CallableStatement对象的registerOutParameter方法来
注册输出参数，cs.registerOutParameter(3, Types.STRING);
设置完毕后，当调用存储过程后要获取输出参数值，可以通过getXxx方法来完成。

 

四、操作结果集(ResultSet)

JDBC是通过ResultSet来管理结果集，操作ResultSet可以通过移动其指针来指向不同的行记录，然后取出当前记录即可。并且ResultSet可以完成更新记录，还提供了ResultSetMetaData来获得对象相关信息。

1、 可移动、可更新的ResultSet

前面介绍过ResultSet的相关方法，可以通过一系列的方法来移动记录指针，
如：absolute、previous、next、first、last、beforeFirst、afterLast等方法。
ResultSet默认是不支持更新的，如果希望ResultSet完成更新操作，必须在创建Statement或PrepareStatement时传入一些参数。
Connection对象在创建Statement或PrepareStatement时可以传入两个参数：
A、 resultSetType：控制ResultSet的类型，该参数有以下三个值：
    a、 ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY该常量控制记录指针只能向前移动。Jdk1.4的默认值
    b、 ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE：该常量控制记录指针自由移动(可滚动结果集)，
        但底层的数据改变不影响结果集ResultSet的内容
    c、 ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE：该常量控制记录指针自由移动，但底层数据的影响会改变结果集ResultSet的内容
B、 resultSetConcurrency：控制ResultSet的并发类型，该参数可以接收如下两个值：
    a、 ResultSet.CONCUR_READ_ONLY：该常量表示ResultSet是只读并发模式
    b、 ResultSet.CONCUR_UPDATABLE：该常量表示ResultSet是更新并发模式
通过PrepareStatement、Statement的创建时进行参数设置来创建可滚动、可更新的ResultSet，
然后通过rs的updateXxx方法来完成某列的更新值设置，通过updateRow来提交修改。

 

2、 ResultSet中的二进制Blob数据处理

Blob类型通常用来存储文件，如：图片、音频、视频文件。将文件转换成二进制保存在数据库中，
取出来的时候可以二进制数据恢复成文件。
如果要插入图片到数据库，显然不能直接设置SQL参数拼接字符串进行插入。因为二进制常量无法表示。
但是将Blob类型数据插入到数据可以用PrepareStatement，通过PrepareStatement对象的setBinaryStatement
方法将参数传入到二进制输入流；也可以用Blob对象的getBytes方法直接取出数据。

 

3、 利用ResultSetMetaData操作ResultSet结果集

在我们查询数据返回的结果集中，我们不清楚结果集存放的数据类型、数据列数。
那样我们就可以用ResultSetMetaData来读取ResultSet的信息。
通过ResultSet的getMetaData()的方法可以获取ResultSetMetaData对象。
然后可以用ResultSetMetaData对象的方法来操作ResultSet，常用方法如下：
int getColumnCount()：返回ResultSet的列名数量
int getColumnType(int column)：返回指定索引的类型
String getColumnName(int column)：返回指定索引的列名

 

五、JDBC事务

1、 事务介绍

事务是一步或多步组成操作序列组成的逻辑执行单元，这个序列要么全部执行，要么则全部放弃执行。
事务的四个特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（IsoIation）和持续性（Durability）

原子性（Atomicity）：事务应用最小的执行单元，不可再分。是事务中不可再分的最小逻辑执行体。

一致性（Consistency）：事务的执行结果，必须使数据库的从一个一致性的状态变到另一个一致性的状态。

隔离线（IsoIation）：各个事务的执行互不干扰，任意一个事务的内部操作对其他并发的事务，都是隔离的。也就是：并发执行的事务之间不能看到对方的中间状态，并发执行的事务之间不能互相影响。

持续性（Durability）：持续性也称为持久性（Persistence），指事务一旦提交，对数据所做的任何改变，都要记录到永久存储器中，通常就是保存在物理数据库中。

通常数据库的事务涉及到的语句有：
一组DML（Data Munipulation Language，数据操作语言）语句，这组DML语句修改后数据将保持较好的一致性；
    操作表的语句，如插入、修改、删除等；
一个DDL（Data Definition Language，数据定义语言）语句，操作数据对象的语言，有create、alter、drop。
一个DCL（Data Control Language，数据控制语言）语句，主要有grant、revoke语句。

DDL和DCL语句最多只能有一个，因为它们都会导致事务的立即提交。
当事务所包含的全部数据库操作都成功执行后，应该提交事务，使这些修改永久生效。
事务提交有两种方式：显示提交和自动提交。
显示提交：使用commit提交
自动提交：执行DLL或DCL，或者程序正常退出

当事务包含的任意一个数据库操作执行失败后，应该回滚（rollback）事务，使该事务中所作的修改全部失效。
事务的回滚方式有两种：显示回滚和自动回滚。
显示回滚：使用rollback
自动回滚：系统错误或强行退出

 

2、 JDBC的事物的支持

JDBC的Connection也支持事物，Connection默认打开自动提交，即关闭事物。
也就是说，每条SQL语句执行就会立即提交到数据库，永久生效，无法对其进行操作。
关闭Connection的自动提交，开启事物。Connection的setAutoCommit方法即可：connection.setAutoCommit(false);
通过connection.getAutoCommit()来获取事物的模式。
当我们开启事物后，在当前Connection中完成的数据库操作，都不会立即提交到数据库，需要调用Connection的commit方法才行。
如果有语句执行失败，可以调用rollback来回滚。
注意：如果Connection遇到未处理的SQLException异常时，系统将非正常退出，系统会自动回滚该事务。
如果程序捕捉了该异常，则需要在异常处理中显示回滚事务。

Connection提供了设置事务中间保存点的方法：setSavepoint，有2个方法可以设置中间点：
Savepoint setSavepoint()：在当前事务中创建一个未命名的中间点，并返回该中间点的Savepoint对象。
Savepoint setSavepoint(String name)：当前事务中创建一个具有指定名称的中间点，并返回该中间点的Savepoint对象
通常setSavepoint(String name)设置中间点的名称，事务回滚并不是通过中间点的名称进行回滚的，而是根据中间点对象进行回滚的。
设置名称只是更好的区分中间点对象，用Connection的rollback(Savepoint savepoint)方法即可完成回滚到指定中间点。

 

3、 JDBC的批量更新

批量更新就是可以同时进行多条SQL语句，将会被作为一批操作被同时执行、同时提交。
批量更新需要得到数据底层的支持，可以通过调研DataBaseMetaData的supportsBatchUpdates方法来查看底层数据库是否支持批量更新。
批量更新也需要创建一个Statement对象，然后通过该对象的addBatch方法将多条SQL语句同时收集在一起，
然后通过Statement对象的executeBatch同时执行这些SQL语句，如下代码：
Statement sm = conn.createStatement();
sm.addBatch(sql);
sm.addBatch(sql2);
sm.addBatch(sql3);
…
//同时执行多条SQL语句
sm.executeBatch();
执行executeBatch将返回一个int[]的数组，因为使用Statement执行DDL、DML都将返回一个int的值，
而执行多条DDL、DML也将返回一个int数组。批量更新中不允许出现select查询语句，一旦出现程序将出现异常。
如果要批量更新正确、批量完成，需要用单个事务，如果批量更新过程中有失败，则需要用事务回滚到原始状态。
如果要达到这样的效果，需要关闭事务的自动提交，当批量更新完成再提交事务，如果出现异常将回滚事务。
然后将连接恢复成自动提交模式。

public int[] executeBatch(String[] sql) throws SQLException {
    int[] result = null;
    conn = DBHelper.getConnection();
    try {
        //获得当前Connection的提交模式
        boolean autoCommit = conn.getAutoCommit();
        //关闭自动提交模式
        conn.setAutoCommit(false);
        sm = conn.createStatement();
        for (String s : sql) {
            sm.addBatch(s);
        }
        //执行批量更新
        result = sm.executeBatch();
        //提交事务
        conn.commit();
        //还原提交模式
        conn.setAutoCommit(autoCommit);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        conn.rollback();
    } finally {
        if (sm != null) {
            sm.close();
        }
        DBHelper.close();
    }
    return result;
}

 

六、分析数据库数据

1、 使用DatabaseMetaData分析数据库数据

JDBC提供了DatabaseMetaData来封装数据库连接对应的数据库信息，通过Connection的getMetaData方法来获取该对象。
DatabaseMetaData接口通常数据库驱动提供商完成实现，其作用是让用户了解数据库的底层信息。
使用该接口可以了解数据库底层的实现，便于完成多个数据库的相互切换。
如：可以利用supportsCorrelatedSubquenes方法来查看数据库底层是否可以利用关联子查询，
或是调用supportsBatchUpdates方法查看是否支持批量更新。
大部分的DatabaseMetaData都是以ResultSet对象返回的，可以通过ResultSet对象的getString、getInt来获取相关信息。
DatabaseMetaData方法都需要传递一个xxxPattern的模式字符串，这个字符串是过滤条件，一般传递是SQL中的%、_等内容。
如果传递一个null表示不作任何过滤。